橋梁工程質(zhì)量控制無損檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用

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【摘要】交通運(yùn)輸業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，橋梁是交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，做好橋梁工程質(zhì)量控制，不僅可以保障人們的出行安全，還為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。文章主要對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，并提出無損檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量控制中應(yīng)用的具體措施。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；質(zhì)量控制；無損檢測(cè)技術(shù)；運(yùn)用

近年來，隨著我國(guó)橋梁事故發(fā)生率不斷攀升，橋梁工程質(zhì)量控制逐漸成為國(guó)家和社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，為了進(jìn)一步對(duì)橋梁工程質(zhì)量進(jìn)行控制，無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到廣泛應(yīng)用，它可以在不損壞橋梁的前提下開展橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)工作，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁工程中存在的問題，降低了橋梁運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

1無損檢測(cè)技術(shù)

1.1概念

無損檢測(cè)技術(shù)是在不損壞被檢測(cè)物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，進(jìn)行被檢測(cè)物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料、問題等方面的檢測(cè)，其可以運(yùn)用射線、超聲、電磁、紅外等原理技術(shù)開展檢測(cè)工作。無損檢測(cè)技術(shù)具有非破壞性、動(dòng)態(tài)性、互溶性等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通等領(lǐng)域[1]。

1.2優(yōu)勢(shì)

無損檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用，主要有以下3個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：一是提升檢測(cè)效率。傳統(tǒng)橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)受技術(shù)限制，需要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力、資金開展檢測(cè)工作，并且檢測(cè)效率低。無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的局限性，降低了檢測(cè)對(duì)于人力、物力、時(shí)間的依賴，從而提升了橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)的效率。二是降低了檢測(cè)的破壞性。無損檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用，可以在不破壞橋梁的前提下開展質(zhì)量檢測(cè)工作，不僅降低了質(zhì)量檢測(cè)的時(shí)間，還保證了橋梁的完整性。三是有助于橋梁工作的良性發(fā)展。無損檢測(cè)技術(shù)打破了傳統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)的局限性，借助無損檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，不斷對(duì)橋梁工程質(zhì)量進(jìn)行控制，為橋梁工程建設(shè)的科學(xué)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)范圍

現(xiàn)代橋梁是供鐵路、公路、車輛、行人等跨越江河湖海、山谷、低地或其他交通線路時(shí)使用的架空建筑結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代橋梁按建橋材料可分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋、鋼筋混凝土橋和鋼橋。橋梁按照受力特點(diǎn)劃分，分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋（斜拉橋）5種基本類型。橋梁工程項(xiàng)目不僅是基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，更是穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，保障人們安全出行的關(guān)鍵[2]。橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)范圍主要分為鋼箱梁、鋼材、鋼筋、鋼絲、鋼絲繩預(yù)應(yīng)力錨具、夾具和連接器、鋼絞線、鋼絲繩、螺栓、水泥，以及粗、細(xì)骨料等方面。橋梁檢測(cè)項(xiàng)目主要分為以下4個(gè)方面：一是施工過程中檢測(cè)。包括裂縫、混凝土密實(shí)度、單梁試驗(yàn)、超期存放梁檢測(cè)評(píng)估、施工監(jiān)控、大體積混凝土水化熱監(jiān)測(cè)、支架受力驗(yàn)算等。二是交竣工驗(yàn)收檢測(cè)。包括成橋荷載試驗(yàn)、實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)、外觀檢查、支座安裝質(zhì)量檢查。三是橋梁技術(shù)狀況評(píng)定。定期檢查，最長(zhǎng)不超過3年，特大、特殊結(jié)構(gòu)、特別重要橋梁1年1次，臨時(shí)橋梁1年1次。四是既有橋梁荷載試驗(yàn)、承載能力評(píng)定等。

3無損檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用

3.1激光檢測(cè)技術(shù)

激光檢測(cè)技術(shù)用于各種橋梁靜態(tài)、動(dòng)態(tài)撓度、沖擊系數(shù)、功率譜、區(qū)間頻率的測(cè)量；各種大型結(jié)構(gòu)低頻震動(dòng)及位移監(jiān)測(cè)等，可以為橋梁施工、監(jiān)理、驗(yàn)收、檢測(cè)部門提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，有效指導(dǎo)其工作。激光檢測(cè)技術(shù)采用遠(yuǎn)距離非接觸光電轉(zhuǎn)換法測(cè)量橋梁動(dòng)靜態(tài)撓度曲線，突破性地將光路解析及圖像采集有機(jī)集成，采用一靶二燈，動(dòng)態(tài)精度量程控制，能較好地適應(yīng)橋梁工程質(zhì)量控制要求。強(qiáng)大的處理軟件可從動(dòng)態(tài)曲線數(shù)值分析中得出荷載的沖擊系數(shù)及結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布狀態(tài)，有助于判斷橋梁的薄弱部位及結(jié)構(gòu)的整體性，從而對(duì)橋梁工程質(zhì)量進(jìn)行有效判斷。激光檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理：將專用靶標(biāo)固定待測(cè)橋梁被測(cè)點(diǎn)，使靶標(biāo)與橋梁有機(jī)地結(jié)合形成共振，將橋梁震動(dòng)轉(zhuǎn)換成特定波長(zhǎng)的光源震動(dòng)，通過光學(xué)解析系統(tǒng)將待測(cè)光信號(hào)解析至專用高精工業(yè)CCD，檢測(cè)靶標(biāo)在CCD上成像的中心坐標(biāo)的變化即可精確測(cè)量被測(cè)橋梁在載荷作用下產(chǎn)生的縱向和橫向位移及其對(duì)時(shí)間的響應(yīng)曲線。系統(tǒng)的K值（Kx，Ky），即CCD上每個(gè)像素代表的實(shí)際位移值，可在測(cè)量之前進(jìn)行標(biāo)定[3]。

3.2X射線檢測(cè)技術(shù)

X射線檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在橋梁質(zhì)量檢測(cè)中得到了應(yīng)用，并形成了X射線數(shù)字成像檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)組成包括X射線探傷機(jī)、成像單元、檢測(cè)平臺(tái)、圖像處理單元、鉛防護(hù)系統(tǒng)，其成像方式可選X射線數(shù)字平板探測(cè)器、高分辨率微米級(jí)線陣數(shù)字探測(cè)器。機(jī)械檢測(cè)掃描平臺(tái)分為3種類型：①基本型。四軸運(yùn)動(dòng)檢測(cè)掃描方式。②標(biāo)準(zhǔn)型。五軸運(yùn)動(dòng)檢測(cè)掃描方式。③功能型。多軸運(yùn)動(dòng)檢測(cè)掃描方式。系統(tǒng)主要參數(shù)：①系統(tǒng)分辨率。16～40Lp/cm、50～60Lp/cm。②系統(tǒng)靈敏度。0.7%～2%。③管電壓。20～450kV。④管電流。0～20mA。圖像處理軟件主要功能：電子拍片、圖片存儲(chǔ)優(yōu)化；窗口、窗位技術(shù)、多種平滑降噪選擇；2-512圖像降噪，提高圖片分辨率、靈敏度；邊緣增強(qiáng)、銳化、負(fù)像、偽彩色、實(shí)時(shí)縮放；缺陷尺寸、灰度等級(jí)測(cè)量；可記錄工件編碼、檢測(cè)日期、操作者、缺陷種類等報(bào)告打??；鐳射定位；動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，動(dòng)態(tài)回放；配備適用的應(yīng)用軟件，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能；具有檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)控制，圖像缺陷自動(dòng)控制功能。X射線數(shù)字成像檢測(cè)系統(tǒng)在橋梁工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)的動(dòng)態(tài)成像，提高了檢測(cè)速度，協(xié)助相關(guān)單位做好橋梁工程質(zhì)量控制工作。

3.3雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)是利用高頻電磁波反射來確定檢測(cè)目標(biāo)體位置與埋深，其在橋墩質(zhì)量檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，測(cè)試方便、操作簡(jiǎn)單、配置輕便，適合不同場(chǎng)地，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可為數(shù)字或圖像格式，可用后處理軟件進(jìn)行3D處理。雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：一是利用高頻電磁波的反射來確定目標(biāo)體的位置與埋深，是一種工程勘察的技術(shù)和手段；二是堅(jiān)固、防水、防塵的設(shè)計(jì)使智能雷達(dá)系統(tǒng)可在不同的環(huán)境、極端溫度或氣候條件下運(yùn)行；三是大深度探測(cè)，100MHz天線可滿足20m深度范圍的探測(cè)；四是手觸屏操作及手動(dòng)操作屏幕；五是可適應(yīng)各種地形探測(cè)，如四輪、雙輪、單輪配置；六是輕便的模塊化構(gòu)成便于快捷拆卸、運(yùn)輸、安裝與測(cè)量；七是測(cè)距輪和GPS定位的系統(tǒng)外設(shè)裝備為測(cè)量提供準(zhǔn)確的位置信息；八是主機(jī)內(nèi)置的Wi-Fi模塊可以實(shí)時(shí)把測(cè)量成果傳輸?shù)街付ńK端；九是可實(shí)現(xiàn)三維網(wǎng)格測(cè)量。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示剖面和水平切片；十是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示測(cè)量軌跡，測(cè)試結(jié)果直觀明了，可現(xiàn)場(chǎng)確定目標(biāo)體位置和埋深；十一是可選外接高精度GPS天線。雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使得雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用，為橋梁工程質(zhì)量監(jiān)控提供了重要的數(shù)據(jù)支持[4]。3.4電磁檢測(cè)技術(shù)電磁檢測(cè)技術(shù)搭配N9020A頻譜儀使用，專業(yè)從事固定臺(tái)站預(yù)選站址時(shí)的電磁環(huán)境評(píng)估，同時(shí)也可以對(duì)各頻段的電磁頻譜進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量、分析和記錄，以及空間信號(hào)的監(jiān)測(cè)，其在橋梁工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用，不需要人員手動(dòng)操作，避免了人為因素干擾，做到測(cè)試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，為橋梁工程質(zhì)量控制提供了更加精確的數(shù)據(jù)。相關(guān)單位可以借助電磁檢測(cè)技術(shù)收集和分析橋梁工程建設(shè)中的數(shù)據(jù)，在保證橋梁質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果精確化的前提下，進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合分析，不斷總結(jié)影響橋梁工程質(zhì)量的因素，并結(jié)合檢測(cè)結(jié)果改進(jìn)措施，促進(jìn)橋梁工程質(zhì)量提升。

3.5振幅檢測(cè)技術(shù)

振幅檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用，形成了橋梁振幅檢測(cè)儀，其主要是利用891-Ⅳ加速度傳感器測(cè)量橋梁的實(shí)時(shí)振動(dòng)，傳感器通過無線傳輸單元傳輸?shù)街鳈C(jī)，然后通過USB端口傳輸?shù)诫娔X。傳感器采用鋰電池供電，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)不需要大量布線，使用方便。橋梁振幅檢測(cè)儀主要是采用傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法，將其放在橋梁各檢測(cè)點(diǎn)下方，并以支架支撐檢測(cè)儀，當(dāng)橋梁受力發(fā)生撓度變形時(shí)，檢測(cè)儀上的位移傳感器會(huì)將瞬時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至控制器進(jìn)行儲(chǔ)存，經(jīng)軟件處理后可顯示橋梁的動(dòng)靜態(tài)撓度值及曲線。檢測(cè)包含各類橋梁的動(dòng)、靜態(tài)撓度檢測(cè)，大跨度結(jié)構(gòu)的形變及低頻振動(dòng)位移監(jiān)測(cè)，高層建筑物的變形檢測(cè)等。該檢測(cè)方法可同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)撓度形變測(cè)量，方便觀察橋梁整體的瞬時(shí)形變，縮短測(cè)量時(shí)間，節(jié)約測(cè)量成本。

4無損檢測(cè)技術(shù)內(nèi)容

4.1主體工程檢測(cè)內(nèi)容

橋梁主體工程檢測(cè)內(nèi)容主要包括以下4個(gè)方面：一是常規(guī)項(xiàng)目的檢測(cè)。常規(guī)項(xiàng)目的檢測(cè)主要包括橋面系統(tǒng)性檢測(cè)、橋梁上部結(jié)構(gòu)檢測(cè)和橋梁下部結(jié)構(gòu)檢測(cè)3個(gè)方面。二是位于水下構(gòu)件的檢測(cè)。主要是對(duì)橋梁樁基的檢測(cè)，檢測(cè)橋梁樁基是否有裂紋、空洞、漏筋、質(zhì)量損傷等問題，由于水下環(huán)境不好勘探，在檢測(cè)時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行錄像。三是橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的定期檢測(cè)。包括混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、碳化深度檢測(cè)、保護(hù)層厚度檢測(cè)、鋼筋位置的檢測(cè)。四是橋梁承載能力的檢測(cè)。主要是通過對(duì)橋梁承載能力的鑒定，用于判斷橋梁當(dāng)下的承載能力是否能夠滿足交通運(yùn)輸領(lǐng)域的需求。

4.2橋梁樁基檢測(cè)內(nèi)容

橋梁樁基檢測(cè)內(nèi)容主要分為以下6個(gè)方面：一是各類樁、墩、樁墻豎向或橫向承載力檢測(cè)，包括單樁及群樁承載力檢測(cè)。二是墩底持力層承載力及變形性狀的檢測(cè)。三是各類樁、墩及樁墻結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)。四是考慮樁土共同作用或復(fù)合地基中樁土荷載分擔(dān)比的檢測(cè)，樁體及土體應(yīng)力應(yīng)變的檢測(cè)。五是施工中對(duì)環(huán)境影響，如震動(dòng)、噪音、土體變形的檢測(cè)。六是特殊條件下或事故處理中的其他檢測(cè)。

4.3橋梁鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)內(nèi)容

橋梁鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)內(nèi)容主要包括以下5個(gè)方面：一是漆膜厚度，可用漆膜測(cè)厚儀檢測(cè)，抽檢構(gòu)件的數(shù)量不應(yīng)少于檢測(cè)樣本的最小容量，也不應(yīng)少于3件；每件測(cè)5處，每處的數(shù)值為3個(gè)相距50mm的測(cè)點(diǎn)干漆膜厚度的平均值。二是對(duì)薄型防火涂料涂層厚度，可采用涂層厚度測(cè)定儀檢測(cè)，測(cè)量方法應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（CECS24）的規(guī)定。三是對(duì)厚型防火涂料涂層厚度，應(yīng)采用測(cè)針和鋼尺檢測(cè)，測(cè)量方法應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（CECS24）的規(guī)定。四是涂層的厚度值和偏差值應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205）的規(guī)定進(jìn)行評(píng)定。五是涂裝的外觀質(zhì)量，可根據(jù)不同材料按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205）的規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定[5]。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無損檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)橋梁工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用前景廣闊，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)基于長(zhǎng)久運(yùn)營(yíng)出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)于無損檢測(cè)技術(shù)的研究，借助無損檢測(cè)技術(shù)開展橋梁工程質(zhì)量控制，分析橋梁工程中存在的問題，并提出科學(xué)的解決措施，促進(jìn)橋梁工程質(zhì)量提升，為我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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作者：鄧曉安 單位：廣西長(zhǎng)興工程建設(shè)有限公司